RU2119613C1

RU2119613C1 - Method of burning low-reaction coal

Info

Publication number: RU2119613C1
Application number: RU97108906A
Authority: RU
Inventors: Г.В. Ноздренко; П.А. Щинников; И.Н. Сазонов
Original assignee: Новосибирский государственный технический университет
Priority date: 1997-06-03
Filing date: 1997-06-03
Publication date: 1998-09-27

Abstract

FIELD: fire heat- power engineering; power engineering. SUBSTANCE: method is based on preheating coal by burning high-reaction fuel. Used as high-reaction fuel is high-reaction coal which is preliminarily fired up in first section of primary furnace and heat thus obtained acts on low- reaction coal. EFFECT: low cost of method due to use of low-cost high-reaction coal. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области огневой теплотехники и может быть широко использовано в энергетике. The invention relates to the field of fire heat engineering and can be widely used in energy.

Известен способ сжигания низкореакционного угля, основанный на принципе частичной газификации (термообработки) некоторой доли угольной пыли, поступающей в котел, для организации устойчивого дежурного факела на выходе из штатных горелок, воспламенения и стабилизации горения основного пылеугольного факела (Волковинский В.А., Толмачев И.Я. Сжигание низкосортных углей с предварительной термоподготовкой в вихревой горелке. // Теплоэнергетика, N 9, 1994, - с. 42-48). В качестве топлива для термоподготовки и стабилизации основного пылеугольного факела используется природный газ. В основу способа заложены следующие принципы: термообработка той доли сырой пыли, которая по теплу соответствует значению подсветки; обеспечение времени термообработки не более 0,1. . . 0,2 с для того, чтобы не нарушить технологические режимы движения пыли в пылепроводах и каналах первичной аэросмеси штатной горелки при любых нагрузках котла; обеспечение мягкого температурного режима в стабилизаторе, позволяющее применение обычных футеровочных материалов и отсутствие шлакования; стабилизатор должен быть совмещен со штатной горелкой котла без изменения трубной разводки; обеспечение работы котла на штатных горелках при выходе из строя стабилизатора без остановки или изменения режима работы котла. A known method of burning low-reaction coal, based on the principle of partial gasification (heat treatment) of a certain fraction of coal dust entering the boiler, for organizing a stable standby torch at the exit of standard burners, igniting and stabilizing the combustion of the main pulverized coal torch (Volkovinsky V.A., Tolmachev I .I. Burning of low-grade coals with preliminary heat treatment in a vortex burner. // Thermal Engineering, N 9, 1994, - p. 42-48). Natural gas is used as fuel for heat treatment and stabilization of the main pulverized coal torch. The basis of the method is based on the following principles: heat treatment of that fraction of raw dust, which in heat corresponds to the value of the backlight; providing a heat treatment time of not more than 0.1. . . 0.2 s in order not to violate the technological regimes of dust movement in the dust pipes and channels of the primary air mixture of the standard burner at any boiler load; providing a mild temperature in the stabilizer, allowing the use of conventional lining materials and the absence of slagging; the stabilizer must be combined with the standard burner of the boiler without changing the pipe wiring; ensuring the operation of the boiler on standard burners in case of failure of the stabilizer without stopping or changing the mode of operation of the boiler.

Однако в указанном способе доля угольной пыли, подверженной термообработке, не превышает 25% от общего расхода пыли на горелку, что обеспечивает лишь стабилизацию основного факела при снижении расхода подсветочного газа. При этом указанный способ требует применения дорогого и остро дефицитного природного газа, а в случае ненадежной работы стабилизатора горения еще и мазута для подсвета основного факела. However, in the specified method, the proportion of coal dust subjected to heat treatment does not exceed 25% of the total dust consumption for the burner, which ensures only stabilization of the main flame while reducing the backlight gas consumption. Moreover, this method requires the use of expensive and severely scarce natural gas, and in case of unreliable operation of the combustion stabilizer, it is also fuel oil to illuminate the main flame.

Кроме того, известен способ сжигания низкореакционного угля, являющийся прототипом предлагаемого изобретения и заключающийся в том, что вся его масса проходит термообработку, например в циклонном предтопке смешивающего типа, который пристыкован к топке энергетического котла (а.с. SU 1185015 А, МКИ F 23 C 1/10). Способ заключается в том, что низкореакционный уголь направляют в специальный предтопок и прогревают за счет горения высокореакционного топлива. В результате из всей массы низкореакционного угля получают двухфазное топливо - газовзвесь, состоящую из продуктов пиролиза низкореакционного угля в виде горючих и негорючих летучих веществ, коксового остатка и непрореагировавших угольных частиц. На выходе из предтопка газовзвесь смешивают с продуктами сгорания высокореакционного топлива, вторичным воздухом и направляют в топку энергетического котла для сжигания. In addition, there is a known method of burning low-reaction coal, which is the prototype of the invention and consists in that its entire mass undergoes heat treatment, for example, in a mixing-type cyclone pre-furnace, which is docked to the furnace of an energy boiler (AS SU 1185015 A, MKI F 23 C 1/10). The method consists in the fact that low-reaction coal is sent to a special pre-furnace and heated by burning highly-reactive fuel. As a result, a two-phase fuel is obtained from the entire mass of low-reaction coal - a gas suspension, consisting of products of pyrolysis of low-reaction coal in the form of combustible and non-combustible volatile substances, coke residue and unreacted coal particles. At the exit from the pre-combustion chamber, the gas suspension is mixed with the combustion products of highly reactive fuel, secondary air and sent to the furnace of the energy boiler for combustion.

Однако и этот способ является дорогостоящим, так как в качестве высокореакционного топлива используют дорогие и дефицитные природный газ или мазут. However, this method is also expensive, since expensive and scarce natural gas or fuel oil is used as a highly reactive fuel.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа сжигания низкореакционного угля, который является менее дорогостоящим. The objective of the invention is to provide a method of burning low-reactivity coal, which is less expensive.

Это достигается тем, что в известном способе сжигания низкореакционного угля, основанном на его предварительном подогреве посредством сжигания высокореакционного топлива, в качестве высокореакционного топлива используют высокореакционный уголь, который предварительно разжигают и полученным в результате сгорания теплом прогревают низкореакционный уголь. This is achieved by the fact that in the known method of burning low-reactive coal, based on its preliminary heating by burning highly reactive fuel, highly reactive coal is used as highly reactive fuel, which is preliminarily fired and low-reactive coal is heated by the heat generated by combustion.

На чертеже показано одно из возможных устройств, реализующее предложенный способ. Циклонный предтопок смешивающего типа состоит из двух секций. Секция 1 служит для воспламенения и выгорания основной части высокореакционного угля, для чего она оборудована специальной горелкой 2 с устройством ввода первичного воздуха 3. Секция 4 служит для подогрева массы низкореакционной угольной пыли. Она оборудована устройством тангенциального ввода низкореакционной угольной пыли 5 и устройством ввода вторичного воздуха 6 в топку энергетического котла. The drawing shows one of the possible devices that implements the proposed method. The mixing cyclone preheater consists of two sections. Section 1 serves to ignite and burn out the main part of highly reactive coal, for which it is equipped with a special burner 2 with a primary air input device 3. Section 4 serves to heat the mass of low-reaction coal dust. It is equipped with a device for tangential introduction of low-reaction coal dust 5 and a device for introducing secondary air 6 into the furnace of the energy boiler.

Способ можно уяснить, рассмотрев работу приведенного устройства. В секцию 1 через торцевую стенку направляют высокореакционный (например, Канско-Ачинский) уголь 2 с избытком кислорода 3, обеспечивающим его надежное горение. Поток высококонцентрированной низкореакционной угольной пыли, так называемое рабочее топливо 5, с избытком воздуха, обеспечивающим лишь его продвижение по предтопку, тангенциально направляют во вторую секцию 4 подогревателя. В секции 1 производят воспламенение высокореакционного (так называемого инициирующего) угля и выгорание его основной массы. Догорающий высокореакционный уголь направляют внутрь реакторного пространства, образованного низкореакционным рабочим (подогреваемым) углем. За счет тепла от горения высокореакционного угля поток рабочего угля прогревают с образованием двухфазного топлива - газовзвеси, содержащей в основном окись углерода, водород, непрореагировавшую угольную пыль, коксовый остаток, метан, углекислый газ и азот. На выходе из предтопка газовзвесь смешивают с вторичным воздухом 6 и вместе с продуктами сгорания инициирующего угля направляют в топку котла. Время термоподготовки можно изменять в диапазоне 0,3...2 с путем изменения конструктивных характеристик (длины и диаметра) подогревателя в зависимости от типа рабочего угля. В этом случае режим устойчивого воспламенения и стабильного горения факела в топке энергетического или водогрейного котла обеспечивают за счет содержания в газовзвеси легко воспламеняющихся летучих продуктов пиролиза рабочего угля (H₂, CO, CH₄), количество которых в газовзвеси может достигать 40% и более по отношению к исходной массе топлива, в зависимости от типа рабочего угля и времени реагирования в предтопке.The method can be understood by considering the operation of the device. Highly reactive (for example, Kansk-Achinsky) coal 2 with an excess of oxygen 3, which ensures its reliable combustion, is sent to section 1 through the end wall. The flow of highly concentrated low-reaction coal dust, the so-called working fuel 5, with an excess of air, providing only its advance in the pre-furnace, is tangentially directed to the second section 4 of the heater. In section 1, highly reactive (so-called initiating) coal is ignited and its bulk is burned out. The burning high-reaction coal is directed inside the reactor space formed by low-reaction working (heated) coal. Due to the heat from combustion of highly reactive coal, the flow of working coal is heated to form a two-phase fuel - a gas suspension containing mainly carbon monoxide, hydrogen, unreacted coal dust, coke residue, methane, carbon dioxide and nitrogen. At the outlet of the pre-combustion chamber, the gas suspension is mixed with secondary air 6 and, together with the products of combustion of the initiating coal, is sent to the boiler furnace. The heat treatment time can be changed in the range of 0.3 ... 2 s by changing the structural characteristics (length and diameter) of the heater, depending on the type of working coal. In this case, the regime of stable ignition and stable burning of the torch in the furnace of an energy or hot-water boiler is ensured by the content of flammable volatile pyrolysis products of working coal (H ₂ , CO, CH ₄ ) in the gas suspension, the amount of which in the gas suspension can reach 40% or more by relative to the initial mass of fuel, depending on the type of working coal and the reaction time in the pre-furnace.

Таким образом, предложенный способ является более дешевым, так как в нем для термоподготовки используют более дешевый высокореакционный угольт Thus, the proposed method is cheaper, since it uses a cheaper highly reactive coal for heat treatment

Claims

A method of burning low-reactivity coal, based on its preheating by burning highly reactive fuels, characterized in that highly reactive coal is used as highly reactive fuel, which is pre-fired and the resulting heat acts on low-reactive coal.